HIMIKO
Der Klecks im All sind drei Galaxien
von Stefan Deiters
astronews.com
25. November 2013

Vor wenigen Jahren entdeckten Astronomen in großer Entfernung einen eigentümlichen Klecks im All, den wir zu einer Zeit sehen, in der unser Universum gerade einmal 800 Millionen Jahre alt war. Neue Beobachtungen zeigen jetzt, um was es sich bei diesem Himiko getauften Objekt handelt: Es sind drei Ur-Galaxien, die vor einer Verschmelzung stehen.

Himiko (Kasten) in einem Übersichtsbild von Hubble (links) und in einer Nahaufnahme von Hubble (rechts oben). Rechts unten ein Bild aus Beobachtungen von Hubble, dem Infrarot-Weltraumteleskop Spitzer und dem Subaru-Teleskop. Der Halo aus Gas ist hier deutlich zu erkennen. Bild: NASA/Hubble,  NASA/Spitzer, NAOJ/Subaru [Großansicht]

Als man den eigentümlichen Klecks am Himmel im Jahr 2009 entdeckte, wusste man nicht, um was es sich bei dieser Ansammlung aus Gas eigentlich genau handelt. Sie war mit einem Durchmesser von 55.000 Lichtjahren nämlich größer als alle ähnlichen Objekte, die man bislang in dieser Entfernung entdeckt hatte. Die Distanz zu dem Objekt ist so groß, dass wir das Universum hier in einem nur rund 800 Millionen Jahre alten Zustand sehen. Der Klecks wurde von den Wissenschaftlern Himiko getauft, nach einer sagenumwobenen japanischen Königin.

Neue Beobachtungen haben nun gezeigt, um was es sich bei Himiko tatsächlich handelt. Und diese Entdeckung dürfte noch spektakulärer sein als das ursprüngliche Aufspüren des Flecks: Das Objekt besteht aus drei sehr einfachen Galaxien, die in eine gewaltige Blase aus Gas eingebettet sind.

"Dieses ungewöhnlich seltene Dreifachsystem, das wir zu einer Zeit sehen, in der das Universum gerade einmal 800 Millionen Jahre alt war, liefert uns wichtige Einblicke in die frühste Phase der Galaxienentwicklung während einer Epoche, die man als 'kosmische Morgendämmerung' bezeichnet, in der das Universum erstmals im Licht der Sterne erleuchtete", beschreibt Richard Ellis, Professor für Astronomie am California Institute of Technology die Bedeutung der Entdeckung. "Was die Sache noch interessanter macht ist, dass die Galaxien offenbar dabei sind, zu verschmelzen und sich eventuell einmal zu etwas entwickeln könnten, was der Milchstraße ähnlich ist."

Nach der ursprünglichen Entdeckung hielt man Himiko zunächst für eine einzelne Galaxie, womit das System aber für diese frühe Phase in der Geschichte des Universums eine ungewöhnlich hohe Masse gehabt hätte. "Die neuen Beobachtungen zeigten dann, dass es sich nicht um eine einzelne Galaxie handelt, sondern um drei deutlich unterscheidbare helle Quellen, in denen intensive Sternentstehung die gewaltige Wolke aus Gas aufheizt und ionisiert", erklärt Masami Ouchi von der Universität in Tokyo, der das internationale Beobachterteam leitete.

Doch trotz dieser Entdeckung, die die Astronomen mithilfe des Weltraumteleskops Hubble machten, bleibt Himiko rätselhaft: In Regionen mit intensiver Sternentstehung sollten sich nämlich auch schwere Elemente wie Kohlenstoff, Silizium und Sauerstoff nachweisen lassen, die im Inneren von massereichen Sternen entstehen. Diese beenden ihr nukleares Leben sehr schnell als Supernova und reichern dadurch das sie umgebende Gas mit diesen Elementen an.

"Wenn dieser Staub dann von der ultravioletten Strahlung von massereichen jungen Sternen erwärmt wird, sendet er Radiowellen aus", erklärt Teammitglied Kotaro Kohno von der Universität in Tokyo. "Eine solche Strahlung konnten wir in Himiko aber nicht feststellen." Für die Suche nutzten die Astronomen das Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA), einen Radioteleskopverbund in der chilenischen Atacamawüste.

"Zu unserer Überraschung zeigten die Beobachtungen mit ALMA, dass es überhaupt kein Signal von Kohlenstoff dort gibt, also von einem Element, das sehr schnell in jungen Sternen entsteht. Angesichts der Empfindlichkeit von ALMA ist dies wirklich bemerkenswert", so Ouchi. "Wie nun die große Aktivität in Himiko zu dieser sehr ursprünglichen chemischen Zusammensetzung passt, ist schon sehr rätselhaft."

Eventuell, so spekulieren die Astronomen, könnte ein großer Teil des Gases in Himiko noch in dem ursprünglichen Zustand sein, in dem es direkt nach dem Urknall war. Ist dies tatsächlich der Fall, würde es sich bei Himiko somit um eine Urgalaxie handeln, also eine Galaxie, die gerade aus dem ursprünglichsten Material überhaupt entsteht - das wäre eine kleine Sensation für Astronomen, die sich mit der Entwicklung von Galaxien beschäftigen.

"Normalerweise sind Astronomen begeistert, wenn sie ein Signal von einem Objekt entdecken", fasst Ellis die Situation zusammen. "In diesem Fall ist das Fehlen von Signalen von schweren Elementen das Ergebnis, das am meisten begeistert." Über ihre Resultate berichten die Wissenschaftler in der Fachzeitschrift The Astrophysical Journal.